JP2006216668A - 発光ダイオードアレイ - Google Patents

Abstract

【課題】２分割マトリクス駆動ＬＥＤアレイにおいてもボンディングパッドサイズを確保しつつ、チップ幅を小さくし、低コストで量産性に優れる発光ダイオードアレイを得る。
【解決手段】各発光部１の上面の第１の電極２から共通配線４を介して配線されるボンディングパッド８ａと、前記発光部１に近接して形成された第２の電極３から配線されるボンディングパッド８ｂ、８ｃが、発光部１の並びに対して同じ片側に一列状に配置された２分割ダイナミック駆動方式のＬＥＤアレイにおいて、前記共通配線４の数を２本とし、前記共通配線４を介して第１の電極２に接続するボンディングパッド８ａの数と、前記第２の電極に接続するボンディングパッド８ｂ、８ｃの数の比率を１：８とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は発光出力の大きい発光ダイオードアレイに関し、特に電子写真方式のプリンタ光源に好適に使用できる発光ダイオードアレイに関する。

電子写真方式のプリンタは、画像信号に応じた光により感光ドラム上に静電潜像を形成し、紙に転写して画像を得る。潜像を形成するための光源としてはレーザ方式と発光ダイオードアレイ方式の光源が広く用いられている。特に発光ダイオードアレイ方式の光源は、レーザ方式のように光路長を長くとる必要がないため、小型のプリンタや大サイズの印刷に適している。近年の印刷の高速・高画質化やプリンタのさらなる小型化にともない、より高精細で高出力、且つ低コストの発光ダイオードアレイが求められている。

発光ダイオードアレイヘッドの低コスト化を実現するためには、個々独立に発光ダイオードを駆動させるＩＣを備える方式（スタティック駆動方式）ではなく、複数個の発光ダイオードを１つのブロックとし、スイッチ用のマトリクス配線により時間分割駆動させ、駆動ＩＣやボンディング本数を削減する方式（ダイナミック駆動方式又はマトリクス駆動方式）が有利である。

ダイナミック駆動方式の発光ダイオードアレイの製造において、一層の低コスト化を実現する最も有効な手段の一つは、チップサイズを縮小し、ウェハあたりの取得数を増大させることである。しかし、ＬＥＤヘッドはプリンタの出力紙サイズ分のＬＥＤチップを並べる必要があるため、長手方向のチップサイズの縮小は並べるチップ個数を増やすだけで、低コスト化には意味をなさない。従って、チップサイズを縮小することはチップ幅を短縮することに限定される。

チップ幅を縮小するには、（ｉ）チップ面積の大部分を占めているボンディングパッドサイズを縮小する方法と、（ii）共通配線を介して第１の電極に接続するボンディングパッドと、第２の電極に接続するボンディングパッドを片側に一列で配置する方法がある。（ｉ）と（ii）の対策を同時に施すのが最良であるが、特に（ｉ）については、最新鋭のボンディング設備と技術を要するため汎用性に欠け、低コストという観点において実現が難しい。

一方（ii）については、６００ｄｐｉや１２００ｄｐｉ等の高精細ＬＥＤにおいて、ボンディングパッドの面積を確保することが難しい。一般にＬＥＤアレイのボンディングパッドのサイズとしては、横方向（チップの長手方向）のサイズで６０〜８０μｍ、縦方向（チップ幅方向）のサイズで８０〜１２０μｍ必要である。

例えば、図７に示すような、６００ｄｐｉ２分割ダイナミック駆動方式の発光ダイオードアレイについて考えてみる。この発光ダイオードアレイは、基板上に形成された複数の発光部１、各発光部１の上面に形成された第１の電極（カソード電極）２、及び導電層上に形成された第２の電極（アノード電極）３を有する。第１の電極２は、カソード用引き出し配線５ｃにより２本の共通配線４に個別に接続しており、この共通配線４を介して片側のカソード用ボンディングパッド６ｃに接続している。第２の電極３はアノード用引き出し配線によりもう一方の片側のアノード用ボンディングパッド６ａと接続している。

６００ｄｐｉ２分割ダイナミック駆動方式のＬＥＤアレイにおいて、上記（ii）の理由により、アノード用ボンディングパッド６ａとカソード用ボンディングパッド６ｃを１列に配置し、且つ２本の共通配線によって発光ダイオードを駆動させようとした場合（２分割マトリクス駆動）、ドットピッチは４２．４μｍである。このため、第１の電極２に接続するカソード用ボンディングパッド６ｃと第２の電極３に接続するアノード用ボンディングパッド６ａの数を１：１とすると、各々のボンディングパッドの横方向（チップの長手方向）のサイズは２１．２μｍ未満でなければならない。これではボンディングパッドの最小必要寸法（６０μｍ）を満足することができない。そこで実際には、図７のように、チップの両側に、カソード用ボンディングパッド６ｃとアノード用ボンディングパッド６ａとを分けて配置することになり、チップ幅が広くなってしまう。

一方、上記課題を解決する方策として、８本の共通配線で８ドットのダイオードを時間駆動させる方法が提案されている（特開２００１−７７４３１号公報（特許文献１）、沖テクニカルレビュー、２００２年１月、第１６９巻、第１８９号、Ｎｏ．１（非特許文献１））。このような設計にすれば、横方向（チップの長手方向）サイズの設計余裕を２倍の８４．８μｍ未満まで広げることができる。しかしながら、この場合、共通配線を増加させた分だけチップ幅が広くなってしまうという問題が生じる。

なお、特開平１１−４０８４２号（特許文献２）は、互いに素子分離された複数の第１導電型半導体ブロックと、第１導電型半導体ブロックに形成された第２導電型半導体領域と、異なる半導体ブロックに形成された所定の第２導電型半導体領域の間を接続するマトリクス配線と、マトリクス配線に接続する第２導電側パッド電極とを有し、第２導電側パッド電極がマトリクス配線上に多層形成されている発光素子アレイを開示している。しかしながら、この発光素子アレイは第１導電側パッド電極と第２導電側パッド電極を一列に配置する構成でないため、チップ幅を十分に短縮することができない。
特開２００１−７７４３１号公報 特開平１１−４０８４２号公報 沖テクニカルレビュー、２００２年１月、第１６９巻、第８９号、Ｎｏ．１

従って本発明の目的は、２分割マトリクス駆動方式のＬＥＤアレイにおいてもボンディングパッドサイズを確保しつつ、チップ幅を小さくし、低コストで量産性に優れる発光ダイオードアレイを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。

請求項１の発明に係る発光ダイオードアレイは、基板上に形成された導電層と、前記導電層上に一列状に配置された個々独立の発光部と、各発光部の上面の少なくとも一部に形成された第１の電極と、前記発光部に近接して前記導電層上に形成された第２の電極とを有する発光ダイオードアレイであって、前記第１の電極には引き出し配線によって各々個別に接続される共通配線を有し、第２の電極は各ブロック毎に分割された共通電極であり、第１の電極から共通配線を介して配線されるボンディングパッドと第２の電極から配線されるボンディングパッドが前記発光部の並びに対して同じ片側に一列状に配置された２分割ダイナミック駆動方式の発光ダイオードアレイにおいて、前記共通配線の数を２本とし、前記共通配線を介して前記第１の電極に接続するボンディングパッドの数と、前記第２の電極に接続するボンディングパッドの数の比率を１：８としたことを特徴とする発光ダイオードアレイ。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発光ダイオードアレイにおいて、前記ボンディングパッドを多層配線により前記共通配線に交差する形で前記共通配線上に形成したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の発光ダイオードアレイにおいて、前記ボンディングパッドの全部若しくは一部を島状に形成したことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオードアレイにおいて、前記第１の電極のうち、発光部の発光表面上に形成される部分を除いた、第１の電極のチップ幅方向の寸法を２０μｍ以下に規定したことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１に記載の発光ダイオードアレイにおいて、前記共通配線の太さを１５μｍ以上としたことを特徴とする。

＜発明の要点＞
本発明の２分割ダイナミック駆動発光ダイオードアレイは、第１の電極から共通配線を介して接続されるボンディングパッドの数と第２の電極側ボンディングパッドの数の比率を１：８（第１の電極から共通配線を介して接続されるボンディングパッド数を間引く。）としたことに特徴があり、さらには、共通配線の太さを１５μｍ以上としたことに特徴がある。上記１：８という比率は、第１の電極から共通配線を介して接続されるボンディングパッド数を間引くことによって達成することができ、これによりボンディングパッド面積（最小長手方向寸法：６０μｍ）を確保しながら、片側配置によりチップ幅を縮小することができる。

更に本発明の他の特徴に従い、ボンディングパッドを多層配線によって、共通配線上に交差する形で、共通配線上に形成する、つまり折り返しボンディングパッドの形態とすれば、ボンディングパッドがチップ幅方向に延在しなくなるので、よりチップ幅を短縮することが可能となる。

本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。

本発明の２分割ダイナミック駆動発光ダイオードアレイは、第１の電極から共通配線を介して接続されるボンディングパッドと第２の電極側ボンディングパッドの数の比率を１：８とし、ボンディングパッド数を間引くことを達成しているので、ボンディングパッド面積を確保しながらチップ幅を縮小することができる。

更に、本発明の別の特徴によれば、ボンディングパッドを多層配線によって共通配線上に形成するので、よりチップ幅を短縮することが可能となり、ウェハあたりのチップ取得数が増大する。

また、本発明の上記構造によれば、共通配線の太さを１５μｍ以上レイアウトすることができるので、これを規定することによって、電流密度の増大による断線を防止することができる。

よって本発明によれば、２分割マトリクス駆動ＬＥＤアレイにおいてもボンディングパッドサイズを確保しつつ、チップ幅を小さくし、低コストで量産性に優れる発光ダイオードアレイを提供することができる。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

［１］発光ダイオードアレイの構造
図１は本発明の好ましい一実施例による６００ｄｐｉ２分割マトリクスアレイの１セルを示す。

この発光ダイオードアレイでは、チップの片側に個々独立の発光部１を一列状に配置してあり、各発光部の上面には第１の電極（カソード電極）２が設けられている。また発光部１の列に近接して第２の電極（アノード電極）３が設けられている。第２の電極３は２つの発光部１を１単位とするブロック毎に分割された共通電極である。

チップのもう一方の片側には、島状のアノード用ボンディング部８ａとカソード用ボンディング部８ｂ、８ｃとが、上記発光部１の並びと平行に一列に配置されている。

そして、第２の電極３はアノード用引き出し配線５ａを経てアノード用ボンディング部８ａに接続されている。

また、上記の発光部１の列とボンディング部８ａ、８ｂ、８ｃの列との間において、２本のスイッチ用の共通配線４が発光部１の並びに沿って配設されている。このうち発光部１に近い側の共通配線４ａには、偶数番目の発光部１がカソード用引き出し配線５ｃにより接続され、発光部１から遠い側の第２の共通配線４ｂには、奇数番目の発光部１がカソード用引き出し配線５ｃにより接続されている（図２参照）。そして、この第１の共通配線４ａは、共通配線用引き出し配線５ｋを経てカソード用ボンディング部（メサ頂面）８ｃに接続され、また第２の共通配線４ｂは、共通配線用引き出し配線５ｊを経てカソード用ボンディング部（メサ頂面）８ｂに接続されている（図４、図６参照）。

第１の電極２にスイッチ用の共通配線４を介して接続するカソード用ボンディングパッド６ｃと、第２の電極３に接続するアノード用ボンディングパッド６ａは、上記ボンディング部８において折り返し、上記２本の共通配線４ａ、４ｂに交差する形で、共通配線４ａ、４ｂ上に重ねられており、折り返しボンディングパッド２５として設けられている（図１の右側に実線で、また他の個所では点線にて示す）。

図１に示す例では、第２の電極３により分割されるブロックを１セル内に１６ブロック有し、６４ドットの発光部により構成されている。２本のスイッチ用の共通配線４を介して第１の電極２に接続するカソード用ボンディングパッド６ｃの数と、第２の電極３に接続するアノード用ボンディングパッド６ａの数との比率は、１：８に設定されている。カソード用ボンディングパッド６ｃの数：アノード用ボンディングパッド６ａの数の比率を１：８とすることによって、１つのボンディングパッドの長手方向の寸法を、余裕を持ってレイアウトしても、７０μｍに設定することが可能となる。

図２、図４、図６は、それぞれ図１に示す発光ダイオードアレイの一部を拡大した上面図であり、図３及び図５はそれぞれ図２のＡ−Ａ’及び図４のＢ−Ｂ’断面図である。

図３に示すように、発光部１、メサ頂部のボンディング部８（アノード用ボンディングパッド６ａ及びカソード用ボンディングパッド６ｃの折り返し部）が、第１メサエッチング溝１９により分離されている。第１及び第２の電極２、３とボンディング部８の間には、この第１メサエッチング溝１９において、共通配線４ａ、４ｂから成るスイッチ用の共通配線４が発光部１と平行に形成されている。なお、図１及び図２、図４、図６では便宜上第３絶縁膜及び第４絶縁膜を省略して示している。

本発明の発光ダイオードアレイは、断面方向に見た場合、基板１０上に形成された導電層１１（図３参照）と、該導電層１１上に個々独立に形成され、且つ図１に示すように基板の長手方向に一列に配列された複数の発光部１と、各発光部１の上面に図２に示す如くＴ字型に形成された第１の電極２と、そして発光部１に近接して導電層１１上に形成された第２の電極３を有する。第２の電極３は、発光面（光取り出し部）９（図３参照）を挟んで第１の電極２と対向する位置に形成されている。図示の実施例では、各発光部１は基板１０上に均一に形成されたエピタキシャル層にメサエッチング溝を設け、個々独立のエピタキシャル層部としたものである。

第２の電極３は、偶数番目と奇数番目の２つの発光部を１単位とするブロック毎に分割する共通電極である。この各ブロック毎の第２の電極３は、図２に示すように、アノード用引き出し配線５ａにより、アノード用ボンディング部（メサ頂面）８ａに１：１で接続されている。本実施例の場合、計１８個のボンディング部８（ボンディングパッド）のうち、１６個のアノード用ボンディング部８ａが全て、このブロック指示用のボンディング部となっている。

他方、図２に示すように、上記２本の共通配線４ａ、４ｂから成るスイッチ用の共通配線４は、太さは１５μｍ以上の配線により、第１及び第２の電極２、３とボンディング部８ａ、８ｃの間に、発光部１と平行に配置されている。

既に述べたように、発光部１に近い側の第１の共通配線４ａには、偶数番目の発光部１がカソード用引き出し配線５ｃにより接続されている。そして図６に示すように、この第１の共通配線４ａは、共通配線用引き出し配線５ｋを経てカソード用ボンディング部（メサ頂面）８ｃに接続されている。同様に、発光部１から遠い側の第２の共通配線４ｂには、奇数番目の発光部１がカソード用引き出し配線５ｃにより接続されており、そして図４に示すように、この第２の共通配線４ｂは、共通配線用引き出し配線５ｊを経てカソード用ボンディング部（メサ頂面）８ｂに接続されている。従って、計１８個のボンディング部８（ボンディングパッド）のうちの１個のカソード用ボンディング部８ｃにより偶数番目の発光部１が選択され、１個のカソード用ボンディング部８ｂにより奇数番目の発光部１が選択される。なお、上記のカソード用ボンディング部８ｃ、８ｂは、共通配線４ａ、４ｂの中間部に共通配線用引き出し配線５ｋ、５ｊが位置するように、ボンディング部８ａの群中に混在する形で設けられている。

よって、通常のマトリクス駆動により、発光部を点灯させるには、当該発光部が接続されている共通電極である第２の電極３のボンディング部８ａの一つを選択してブロックを指定し、且つ当該発光部が接続されている個別電極である第１の電極２のボンディング部８ｂ又は８ｃの一つを選択して、当該ブロック中の偶数番目又は奇数番目のいずれに属する発光部であるかを決定し、両者のボンディング部（ボンディングパッド６）間に順方向電流を流せばよい。

（１）基板
基板１０は、発光部１と電気的に絶縁できる構造であって発光ダイオード用に使用し得るものであれば特に限定されない。基板１０はｎ型基板でもｐ型基板でもよく、半絶縁性ＧａＡｓ基板等の半絶縁性基板または絶縁性基板であってもよい。基板１０と導電層１１との間にアンドープＧａＡｓ層等の高抵抗層を設けて絶縁することもできる。また、導電層１１に対して逆の極性を有する半導体層を設けて絶縁することもできる。

基板１０は、発光ダイオード用に使用し得るものであれば特に限定されず、発光部と電気的に絶縁できる構造であればよい。ｎ型基板でもｐ型基板でも用いることができ、半絶縁性ＧａＡｓ基板等の半絶縁性基板または絶縁性基板を用いてもよい。基板１０と導電層１１との間にアンドープＧａＡｓ層等の高抵抗層を設けて絶縁することもでき、また導電層１１に対して逆の極性を有する半導体層を設けて絶縁することもできる。

（２）発光部
基板１０の導電層１１上に積層する化合物半導体の種類や結晶層の厚さは特に限定されず、所望の発光波長、発光出力及び駆動電圧により適宜選択することができる。化合物半導体としては、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ等を用いることができる。発光部１は第１導電型のクラッド層、活性層及び第２導電型のクラッド層からなるダブルヘテロ構造を有するのが好ましく、導電層１１上に形成したエピタキシャル層を第１メサエッチング溝１９により分割してなるのが好ましい。さらに、第２メサエッチング溝２０により導電層１１を分断し各ブロックに分離している。

図示の実施例では、発光ダイオードアレイの発光部１は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０の上にｐ型ＧａＡｓ導電層１１を介して順次形成されたｐ型ＡｌＧａＡｓエッチングストッパ層１２、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層１４、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１５及びｎ型ＧａＡｓキャップ層１６からなる。ｎ型ＧａＡｓキャップ層１６は、発光面（光取り出し部）９の領域ではエッチングにより除去されている。

上記発光部１のうち発光に直接関与する領域は、発光波長に対応するエネルギーバンドギャップを有するｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層１４を、それよりもエネルギーバンドギャップの大きいｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３（第１導電型のクラッド層）及びｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１５（第２導電型のクラッド層）で挟んだ、いわゆるダブルヘテロ構造を有する。

（３）電極及び配線層
第１及び第２の電極は一方がカソード電極で他方がアノード電極であればよく、それぞれの電極はカソード電極でもアノード電極でもよい。各電極はボンディング特性及び下層とのオーミック接続特性が要求されるため、複数の金属層により形成されるのが好ましい。例えばアノード電極にＡｕＺｎ／Ｎｉ／ＡｕやＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ等の積層電極を使用し、カソード電極にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ等の積層電極を使用することができる。

第１の電極２、第２の電極３及び共通配線４から引き出される引き出し配線５及び共通配線４は、ボンディング特性及び上層・下層との密着性が良好であることが要求されるため、複数の金属層により形成されるのが好ましい。最上層・最下層にはボンディング特性の良いＴｉ、Ｍｏ、ＴｉＷ等の金属層を有するのが好ましい。例えば、Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ、Ｍｏ／Ａｕ／Ｍｏ、ＴｉＷ／Ａｕ／ＴｉＷ等からなる積層構造とすることができる。また、プロセスの簡略化のために第２の電極（アノード電極）３と共通配線４を同時に形成する場合はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｔｉ等からなる積層構造としても良い。

このとき、共通配線４の太さは１５μｍ以上とするのが好ましい。例えば、共通配線の太さを２０μｍ、厚さを９００nmとした場合、共通配線の断面積は
・共通配線断面積＝２０μｍ（幅）×９００nm（厚）＝１．８×１０^-7cm²となる。また１ｄｏｔあたり２．５ｍＡ要するとすると、
・最大電流＝２．５ｍＡ×１６ｄｏｔ＝４０ｍＡとなる。
・ｄｕｔｙ ｔｉｍｅ＝１／２なので、共通配線に流れる最大電流密度は
・最大電流密度＝０．０４Ａ×１／２÷（１．８×１０^-7cm²）＝１．１×１０⁵Ａ／cm²と、「５．０×１０⁵Ａ／cm²未満」と言うＭＩＬ規格を充分に満足させることができ、Ａｕ膜厚を薄くすることによって、更に低コスト化ができる。

各電極の金属層は、抵抗加熱蒸着法、電子線加熱蒸着法、スパッタ法等で形成することができ、酸化物層は公知の各種成膜方法で形成することができる。カソード、アノード金属層には、オーミック性を付与するために熱処理（合金化）をさらに施すのが好ましい。

各発光部１上の第１の電極（カソード電極）２はカソード用引き出し配線５ｃにより共通配線４に接続し、さらに共通配線４は共通配線用引き出し配線５ｋによりカソード用ボンディングパッド６ｃに接続している。一方、各発光部１と近接する位置でブロック毎に帯状に設けられた第２の電極（アノード電極）３は、アノード用ボンディング部８ａまで延在するアノード用引き出し配線５ａによりボンディングパッド６ａに接続している。

各引き出し配線５ａ、５ｃ、５ｋは第２絶縁膜１８上に形成され、第２絶縁膜１８をエッチングすることによって設けられたアノード用コンタクト孔７ａ、カソード用コンタクト孔７ｃ、共通電極用コンタクト孔７ｋにより、それぞれ第２の電極（アノード電極）３、第１の電極（カソード電極）２及び共通配線４に接続している。

（４）メサエッチング溝
個々独立の複数の発光部１とボンディング部８を形成するため、第１メサエッチング溝１９と第２メサエッチング溝２０からなるメサエッチング溝が設けられている。第１メサエッチング溝１９は発光部１とボンディング部８を電気的に分離する目的で導電層１１又はエッチングストッパ層１２まで達し、第２メサエッチング溝２０は発光部１の各ブロックを分断する目的で導電層１１を除去している。

特願２００３−０６２１５４号に記載のメサエッチング溝を本発明に適用し、発光部１とともにボンディング部８をメサエッチング溝により個々独立に分割して形成するのが好ましい。個々独立のボンディング部８とすることにより、Ａｕ配線加工の際に第１メサエッチング溝の斜面２１にＡｕ配線を残してもボンディングパッド間で短絡することがない。また、ボンディング部８はメサエッチング溝の残し部分であるので、エッチング面積を増大させることがない。これによりローディング効果を避けることができ、同じくメサエッチング溝の残し部分である発光部１の寸法制御が容易となる。

また、第２メサエッチング溝２０によって分断される、１ブロックの発光ダイオードの数は、共通配線の本数に等しく”２”となる。

［２］発光ダイオードアレイの製造方法
本発明の発光ダイオードアレイの好ましい製造方法を図１〜図６を参照して説明する。

まず、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）によりｎ型ＧａＡｓ基板１０の上面に、ｐ型ＧａＡｓ導電層１１（キャリア濃度：４×１０¹⁹cm^-3、厚さ：１μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓエッチングストッパ層１２（キャリア濃度：３×１０¹⁹cm^-3、厚さ：０．１μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３（キャリア濃度：１×１０¹⁸cm^-3、厚さ：１μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層１４（キャリア濃度：１×１０¹⁸cm^-3、厚さ：１μｍ）、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１５（キャリア濃度：２×１０¹⁸cm^-3、厚さ：３μｍ）、及びｎ型ＧａＡｓキャップ層１６（キャリア濃度：１×１０¹⁸cm^-3、厚さ：０．５μｍ）を順次成長させる。

形成した結晶層にウエットエッチングを選択的に施す。まず発光部１のうち第１の電極（カソード電極）２と接触する部分と、ボンディング部８を残してｎ型ＧａＡｓキャップ層１６を除去する。次にｐ型ＡｌＧａＡｓエッチングストッパ層１２が露出する深さまで第１メサエッチング溝１９を設け、ｐ型ＧａＡｓ導電層１１上のエピタキシャル層を複数の発光部１に分割するとともに、発光部１と個々独立したボンディング部８を形成する。さらに第２メサエッチング溝２０によりｐ型ＧａＡｓ導電層１１の領域を除去し、各ブロックを電気的に分離する。このときｎ型ＧａＡｓ基板１０も僅かにエッチングするように第２メサエッチング溝２０の深さを設定すれば、エッチング誤差があっても導電層１１が残留することはない。

発光ダイオードアレイの上面全体を覆うように化学気相成長法（ＣＶＤ法）により第１絶縁膜１７を成長させた後、第１の電極（カソード電極）２及び第２の電極（アノード電極）３を形成する部分をエッチングにより除去し、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる第１の電極（カソード電極）２及びＡｕＺｎ／Ｎｉ／Ａｕからなる第２の電極（アノード電極）３及びＴｉ／Ａｕ／Ｔｉからなる共通配線４を蒸着法とリフトオフ法を繰り返すことにより形成する。

さらにＣＶＤ法により第２絶縁膜１８を成長させた後、第１の電極（カソード電極）２、第２の電極（アノード電極）３及び４本の共通配線にコンタクト孔７をエッチングにより設け、スパッタリングとイオンミリングにより各々のボンディング部８まで延在するＴｉ／Ａｕ／Ｔｉからなる引き出し配線５を形成する。

発光面（光取り出し部）９及びスクライブエリア２２上の第１絶縁膜１７と第２絶縁膜１８を、ＣＨＦ₃／Ｏ₂等の公知の混合ガスを用いたドライエッチングにより除去する。さらに水分等の浸入を防ぐ目的で第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４を蒸着する。特に第４絶縁膜２４はファイナルパッシベーションであるため窒化膜等の緻密な膜が好ましい。第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４との屈折率が異なる場合、発光波長によって反射膜とならないように膜厚を設定する必要がある。具体的には、特開２００３−０３１８４０号に記載されているように総膜厚（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４の合計膜厚）を１μｍより薄く設定するのが好ましい。

最後にボンディングの際不要なボンディングパッド６上の第３絶縁膜２３及び第４絶縁膜２４をエッチングによって開孔する。

さらなるチップ幅の縮小を求めるべく、折り返しボンディングパッドとする構造例について説明する。すなわち、ＣＶＤ法により第３絶縁膜２３及び第４絶縁膜２４を成長させた後、独立に形成した各ボンディング部８にエッチングによりコンタクト孔７ｂを形成し、スパッタリングとイオンミリングにより２本の共通配線４ａ、４ｂ上に、これに交差する形でＴｉ／Ａｕ／Ｔｉ層を折り返し、折り返しボンディングパッド２５を形成する。これにより多層配線工程を増やすことになるもののボンディングパッドのチップ幅方向長さを短縮することができ、チップ取得数を約１．５倍に増大させることができる。

また、本実施例においては共通配線の長手方向寸法を１セルに留めているが、チップ内（６００ｄｐｉの場合、通常１チップあたり１２８ｄｏｔあるいは１９２ｄｏｔで構成する場合が多い。）のセルを連結するように設計しても良い。

本発明の一実施例による発光ダイオードアレイの１セルを示す上面図である。 図１の一部を拡大して示す上面図である。 図２のＡ−Ａ’断面図である。 図１の他の一部を拡大して示す上面図である。 図２のＢ−Ｂ’断面図である。 図１の更に他の一部を拡大して示す上面図である。 従来の６００ｄｐｉ２分割ダイナミック駆動方式の発光ダイオードアレイを示す上面図である。

符号の説明

１ 発光部
２ 第１の電極（カソード電極）
３ 第２の電極（アノード電極）
４ 共通配線
４ａ 第１の共通配線
４ｂ 第２の共通配線
５ 引き出し配線
５ａ アノード用引き出し配線
５ｃ カソード用引き出し配線
５ｋ 共通配線用引き出し配線
５ｊ 共通配線用引き出し配線
６ ボンディングパッド
６ａ アノード用ボンディングパッド
６ｃ カソード用ボンディングパッド
７ コンタクト孔
７ａ アノード用コンタクト孔
７ｃ カソード用コンタクト孔
７ｋ 共通電極用コンタクト孔
８ ボンディング部（メサ頂面）
８ａ アノード用ボンディング部
８ｂ カソード用ボンディング部
８ｃ カソード用ボンディング部
９ 光取り出し部
１０ ｎ型ＧａＡｓ基板
１１ ｐ型ＧａＡｓ導電層
１２ ｐ型ＡｌＧａＡｓエッチングストッパ層
１３ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
１４ ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層
１５ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
１６ ｎ型ＧａＡｓキャップ層
１７ 第１絶縁膜
１８ 第２絶縁膜
１９ 第１メサエッチング溝
２０ 第２メサエッチング溝
２１ 第１メサエッチング溝の斜面
２２ スクライブエリア
２３ 第３絶縁膜
２４ 第４絶縁膜
２５ 折り返しボンディングパッド

Claims (5)

1. 基板上に形成された導電層と、前記導電層上に一列状に配置された個々独立の発光部と、各発光部の上面の少なくとも一部に形成された第１の電極と、前記発光部に近接して前記導電層上に形成された第２の電極とを有する発光ダイオードアレイであって、前記第１の電極には引き出し配線によって各々個別に接続される共通配線を有し、第２の電極は各ブロック毎に分割された共通電極であり、第１の電極から共通配線を介して配線されるボンディングパッドと第２の電極から配線されるボンディングパッドが前記発光部の並びに対して同じ片側に一列状に配置された２分割ダイナミック駆動方式の発光ダイオードアレイにおいて、
   前記共通配線の数を２本とし、
   前記共通配線を介して前記第１の電極に接続するボンディングパッドの数と、前記第２の電極に接続するボンディングパッドの数の比率を１：８としたことを特徴とする発光ダイオードアレイ。
2. 請求項１に記載の発光ダイオードアレイにおいて、
   前記ボンディングパッドを多層配線により前記共通配線に交差する形で前記共通配線上に形成したことを特徴とする発光ダイオードアレイ。
3. 請求項１又は２に記載の発光ダイオードアレイにおいて、
   前記ボンディングパッドの全部若しくは一部を島状に形成したことを特徴とする発光ダイオードアレイ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオードアレイにおいて、
   前記第１の電極のうち、発光部の発光表面上に形成される部分を除いた、第１の電極のチップ幅方向の寸法を２０μｍ以下に規定したことを特徴とする発光ダイオードアレイ。
5. 請求項１に記載の発光ダイオードアレイにおいて、
   前記共通配線の太さを１５μｍ以上としたことを特徴とする発光ダイオードアレイ。

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